基于层次分析的石拱桥技术状况评定方法

层次分析法在拱桥承载力评估中的运用

１工程概况
某拱桥位于广东省３１国道上，桥梁全长２８０４净失跨比１，轴系数ｍ１６，轴线型２．ｍ，／拱３＝．７拱１
不治本，使得该桥仍然存在一定的安全隐患．
２承载力检测与评估
桥梁加固必须建立在桥梁健康检测的基础上，
ＡｐｌｃｔｏｆＨＰｅａｓｓｍｅｔｆｃｐｃｔｆＡｒｈＢｒｄｅｐｉａｉｎｏｌＡｉｔｓｅｓｎａａｉｏｃｉｇｎｈｏｙ
０ＵＹａｇ— ｕｎ— ｉｈ
ｆｏｅｉｇＣ．Ｌ．ｎｙｎ，ｕａ２０１ｈｎ）ｎＣａｇＨｇｗｙＳｒｙａｄＤｓｎＥｇｅｒｏ，ｔ，ｇａｇＨｎｎ４１０，ｉＴｖｇｎｎｄＨｅＣａ
均为钻孔灌注桩．梁设置以１墩为变坡点的双桥７号向纵坡，面设置１％的双向横坡．桥．５本桥已运营７，年由于原建设期施工质量原因，
要的保障作用．桥梁安全监测包括硬件和软件两方
面工作，其软件方面有两项具体的工作：一项是建立桥梁数据库（包括一般数据和病害数据）与数据管理系统；另一项是建立桥梁安全性与耐久性综合评估
．
ｄｔｂｓｄｅａｕｔｄｉｏｄ－ａｒｉｇｃｐｃｔｗｔｈｎｌｔｉｒｒｈｒｃｓｔｏ，ｅａｃｌｔｄｔｅｒｉｆｒｅｎｎａａａｅａｖｌａｅｓｌａｃｒｙａａｉｉｔｅａａｙｉｈｅａｃｙｐｏｅｓｍｅｈｄｔｎｃｕａｅｅｎｏｃｍｅｔａｄｎｔｎｙｈｃｈｌｈｍａｅａｃｎｌｓｏａｉｆｒｅｎｆｃｓｏｅｍｅｏｒｏｄａｄｔｅｍｅｏｅｃｅｑｅｔｏｉｏｃｍｅｔｅｉｎｄｏｃｕｉｎｔｔｅｎｏｃｍｅｔｅｔｆｔｄａｅｇｏｔｄｒａｈｓｅｕｓｆｅｎｒｅｎｓｇ．ｈｒｅｔｈｈｎｈｈｒｓｒｆｄＫｅｗｏｄ：ａｃｄｅｓｐｏｔｇｃｐｃｔａｐａｓｌｄｔｃｉｎｌａｘｒｍｅｔｒｉｆｒｅｎｙｒｓｒｈｒｇ；ｕｐｒｉａａｉｐｒｉａ；ｅｅｔ；ｏｄｅｐｅｉｎｙｏｉｎ；ｅｎｏｃｍｅｔ

中国石拱桥——结构分析

中国石拱桥
——结构分析单Βιβλιοθήκη ：山东临朐冶源初中主讲人：孙中福
一、层次结构：
第一部分（第１～２段）：概括介绍一般石拱桥的特点。
孙中福
一、层次结构：
第二部分（第３～９段）：介绍我国石拱桥的特点。又分三个层次。
第一层次（第３段）：概述中国石拱桥历史悠久，分布广泛，形式多样，成就惊人。第二层次（第４～５段）：以赵州桥为例，说明中国石拱桥的特点。第三层次（第６～８段）：以卢沟桥为例，说明中国石拱桥的特点。
南京长江二桥
三、写作特点：
抓住事物的主要特点，选取典型例子进行说明，语言讲究准确性和科学性。
赵州桥
卢沟桥
四、结构图析：
４、结构图解：
恳请您的指正
谢谢大家！
感谢您的审阅
山东省临朐县冶源镇冶源初级中学孙中福
一、层次结构：
第三部分（第９段），说明中国石拱桥取得光辉成就的原因。
勤劳智慧、优良传统、石料丰富
一、层次结构：
第四部分（第１０段），说明中国石拱桥在新中国建立后的发展。
拱桥
梁桥
二、中心意思：
这篇课文介绍了中国石拱桥的特点，历史上的辉煌成就，及新中国成立后的发展，赞扬了我国劳动人民的聪明才智和社会主义制度的优越性。

石拱桥安全性评估和加固方法研究

石拱桥安全性评估和加固方法研究发布时间：2021-12-28T08:08:51.396Z 来源：《防护工程》2021年23期作者：兰涛[导读] 石拱桥在我国现有桥梁中占据较高的比例及数量，为我国的公共道路交通发展作出了极高贡献。

随着我国社会经济的繁荣发展与不断进步，地区城市人口规模相应扩大，给公共交通系统带来的压力也与日俱增。

因石拱桥自身结构的不足，以及施工水平的局限性等原因，石拱桥在试用期间产生一定程度上的危害，严重时甚至导致石拱桥坍塌，对社会人民群众的人身安全造成极大威胁。

兰涛四川蜀渝石油建筑安装工程有限责任公司610000摘要：石拱桥在我国现有桥梁中占据较高的比例及数量，为我国的公共道路交通发展作出了极高贡献。

随着我国社会经济的繁荣发展与不断进步，地区城市人口规模相应扩大，给公共交通系统带来的压力也与日俱增。

因石拱桥自身结构的不足，以及施工水平的局限性等原因，石拱桥在试用期间产生一定程度上的危害，严重时甚至导致石拱桥坍塌，对社会人民群众的人身安全造成极大威胁。

关键词：石拱桥；安全性评估；加固方法研究引言：石拱桥是利用抗压性能较好的石料建造的拱桥，具有承载潜力大、维护费用少、承载潜力大、原材料用料省、构造简单等优势。

因其年代久远，大多存在安全隐患，在维修加固过程中需结合石拱桥的具体实际情况，对其承载力和安全性进行有效评估，灵活运用各种加固方法与加固技术，提高石拱桥的使用质量，有效增加其使用寿命。

1.石拱桥发展概况天然石料资源丰富，取之不尽，用之不竭，具有良好的耐腐蚀性、耐风化性及高压抗性，有顽强的生命力。

基于此，我国古代桥梁大多为石拱桥，中国桥梁四大基本体系之一也是石拱桥梁，在我国桥梁发展中有着不可替代的作用。

为此，通过维修加固来提高石拱桥的使用寿命与承载能力，使之更好的适应社会公共交通体系发展，促进社会经济发展的进一步可持续性发展。

2.石拱桥施工中存在的问题2.1石拱桥裂缝问题石拱桥裂缝问题是人们普遍关注的问题，石拱桥的材料特性直接决定了其建筑结构极容易产生裂缝，导致在最终施工质量方面出现难以控制的质量波动现象。

基于模糊层次分析法的桥梁技术状况评估

基于模糊层次分析法的桥梁技术状况评估王哲【摘要】For the quantitative evaluation of bridge technical condition, based on a masonry arch bridge,combined with the actual defect characteristics of the bridge,according to the factors influen-cing the technical state of bridge,the correlation principle of fuzzy hierarchy analysis hierarchy process (FAHP)is used to establish the multi-level fuzzy evaluation model and evaluation system of masonry arch bridge with the target layer of technical condition of main arch ring,four factor levels of deforma-tion,stress,environment and masonry,and 1 1 indexes.The concrete evaluation method and evalua-tion steps are given.The results show that the technical condition of the main arch is most close to"good",the main arch deformation and stress are in"good"condition,the masonry and environment are in"general"situation,and the evaluation result is consistent with the actual situation of the bridge.%为定量评估桥梁技术状况，以一座圬工拱桥为依托，结合桥梁实际病害缺陷特点，根据影响桥梁技术状况的因素，采用模糊层次分析法（FAHP）相关原理建立了以圬工拱桥主拱圈技术状况为目标层，变形、应力、环境、砌体4个因素层、11项指标的多层次模糊评估模型及评估体系，给出了具体的计算评估方法、评估步骤。

农村公路石拱桥质量检测及技术状况评定

农村公路石拱桥质量检测及技术状况评定瞿正中【摘要】针对西部地区某农村公路桥梁结构中出现的主要病害问题,采用桥面系技术状况评分BD-CI、桥梁上部结构技术状况评分SPCI、桥梁下部结构技术状况评分SBCI、桥梁总体技术状况评分Dr等指标,对该农村公路石拱桥的使用现状进行调查与评定.并结合该农村公路石拱桥质量检测及技术状况评定结论,提出预防性养护技术措施.【期刊名称】《西安文理学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(016)001【总页数】4页(P117-120)【关键词】桥梁工程;石拱桥;质量检测;技术状况【作者】瞿正中【作者单位】汉中市南郑县交通运输局,陕西汉中723100【正文语种】中文【中图分类】U416.2241 工程概况西部地区某农村公路石拱桥始建于1993年，1994年通车．桥梁中心桩号为k23+037，桥面总宽8．5 m，桥梁全长20．2 m．桥梁结构形式为上承式实腹式拱桥，拱圈两侧表面采用混凝土砌块镶面;拱上侧墙为浆砌块石，沥青混凝土桥面，重力式浆砌块石桥台，扩大基础．为评定桥梁使用功能，对桥梁主体结构及附属构造物的技术状况进行全面检查，对质量病害有一个确切全面的了解，以便为桥梁加固提供必要的技术数据．本文在现场勘查的基础上，依据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21－2011)对桥梁进行技术状况评定，并提出必要的的改建、养护建议和技术措施．2 桥梁病害检测桥梁外观检测主要包括以下内容［1－2］:(1)桥面系:包括桥面铺装、桥头与路堤连接部、伸缩缝、栏杆护栏、排水设施、交通安全设施等．(2)上部结构:包括上部主要承重构件、上部一般承重构件等．(3)下部结构:包括地基、桥墩及基础、桥台及基础、翼墙耳墙等．2．1 桥面系本次检测经现场勘查发现:(1)桥面铺装:沥青混凝土桥面坑槽、麻面，平整度差，桥面存在网状裂缝和沿桥纵向裂缝．(2)人行道:人行道面沿桥横向开裂．(3)排水系统:桥面排水设施缺失，无泄水管，拱圈渗水、析白．(4)伸缩缝:伸缩缝内填充物缺失．(5)交通安全设施:全桥无交通安全标志．桥面系检测结果详见图1、图2．图1 桥面坑槽、网状开裂、纵向开裂图2 伸缩缝内填充物缺失2．2 上部结构及下部结构在该石拱桥上部结构中，主拱圈存在纵向和横向裂缝，最大缝宽3 mm～5 mm;主拱圈侧面镶面部分混凝土砌块与主拱圈脱离开裂．在该石拱桥下部结构中存在以下病害:(1)桥台及基础:0#桥台台身前墙开裂，1#桥台后路堤挡墙开裂．(2)河床:桥台两侧无护坡，导致土体溜滑至台前堵塞桥孔．桥梁上部结构及下部结构检测结果详见图3、图4．图3 主拱圈与侧面混凝土砌块镶面脱裂2．3 其他检测情况现场实测了桥梁几何尺寸，主要是桥梁全长，桥面宽度及桥下净空，主拱圈的净跨径，厚度等，测量结果如下:①全桥长20．2 m，桥面总宽 0．75 m+7．0m+0．75 m;②净跨径10．00m，主拱圈厚0．60 m，矢跨比1/3，拱圈宽8 m;③人行道宽0．75m，栏杆高100 cm．桥梁立面几何尺寸见图5．图5 拱圈立面3 桥梁技术状况评定根据桥梁现场勘查结果，按分层加权法对桥面系、上部结构和下部结构分别进行技术状况评估，再综合评估得出整座桥梁的技术状况［3］．同时根据《公路桥梁技术状况评定标准》的规定，当桥梁没有设置某些部件时，需要根据此构件隶属于上部构件、下部构件或桥面系的关系，将此缺失构件的权重值分配给其他部件［4］．即删除缺失构件原权重值，重新计算既有构件权重在全部既有构件权重中所占比例，按照这个方法将缺失构件权重值进行重新分配，从而保证既有部件参与评价，使桥梁评价更符合实际情况．3．1 桥面系技术状况评分BDCI式中——桥面系技术状况评分——桥面系第i类部件得分;Wi——桥面系第i类部件的权重——桥面系第i类部件各构件得分的平均值——桥面系第i类部件分值最低的构件得分值;t——随构件的数量而变化的系数．根据公式(1)、(2)，对桥面系技术状况进行综合评定的结果见表1．表1 桥面系各要素权重及综合评定序号评价部件权重Wi 分配后权重W＇t DCCIi DCCIi×Wi 1桥面铺装 0．40 0．42 40 16．80 2 伸缩缝装置 0．25 0．25 40 10．00 3人行道 0．10 0．11 60 6．60 4 护栏、栏杆 0．100．11 70 7．70 5排水系统 0．10 0．11 30 3．30 6 照明、标志 0．05 0．00 0 0．00桥面技术状况评分 BDCI=44．403．2 桥梁上部结构技术状况评分SPCI式中——桥梁上部结构技术状况评分——桥梁上部结构第i类部件得分;Wi——桥梁上部结构第i类部件的权重——桥梁上部结构第i类部件各构件得分的平均值——桥梁上部结构第i类部件分值最低的构件得分值;t——随构件的数量而变化的系数．根据公式(3)、(4)对桥梁上部结构技术状况进行综合评定的结果见表2．表2 上部结构各要素权重及综合评定序号评价部件权重Wi PCCIi PCCIi×Wi 1主拱圈 0．70 40 28．00 2拱上结构 0．20 60 12．00 3桥面板 0．10 40 4．00上部结构技术状况评分 SPCI=44．003．3 桥梁下部结构技术状况评分SBCI式中——桥梁下部结构技术状况评分——桥梁下部结构第i类部件得分;Wi——桥梁下部结构第i类部件的权重——桥梁下部结构第i类部件各构件得分的平均值——桥梁下部结构第i类部件分值最低的构件得分值;t——随构件的数量而变化的系数．根据公式(5)、(6)对桥梁下部结构技术状况进行综合评定的结果见表3．表3 下部结构各要素权重及综合评定序号评价部件权重Wi 分配后权重W＇t BCCIi BCCIi×Wi 1 翼墙、耳墙 0．02 0．03 75 2．25 2 锥坡、护坡 0．01 0．00 0 0．00 3桥墩 0．30 0．00 0 0．00 4桥台 0．30 0．45 50 22．50 5墩台基础 0．28 0．42 70 29．40 6河床 0．07 0．10 70 7．00 7 调治构造物 0．02 0．00 0 0．00下部结构技术状况评分 SBCI=61．15 3．4 桥梁总体技术状况评分Dr式中:Dr——桥梁总体技术状况评分;WD——桥面系在全桥中的权重;WSP——上部结构在全桥中的权重;WSB——下部结构在全桥中的权重．根据公式(7)桥梁总体技术状况评分的结果见表4．桥梁技术状况分类界限见表5．表4 桥梁总体技术状况综合评定桥梁部位权重技术状况评分桥面系 0．20 BDCI 44．40上部结构 0．40 SPCI 44．00下部结构 0．40 SBCI 61．15桥梁总体技术状况评分 Dr=50．94表5 桥梁技术状况分类界限技术状况评分技术状况等级Dr(BDCI、SPCI、SBCI) 1类 2 类 3类 4类 5类［95，100) ［80，95) ［60，80) ［40，60) ［0，40)该石拱桥总体技术状况评分为50．94分，根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21－2011)第4．1．5条，应评定为4类．综合考虑该标准其他条款，评定该石拱桥综合技术状况为4类．4 结论该桥技术状况评定为4类桥梁，主拱圈纵、横向开裂，其中纵向裂缝沿拱圈延伸至桥台前墙，主拱圈侧面混凝土砌块镶面与拱圈脱离、开裂;沥青混凝土桥面存在网状和纵向裂缝．综合以上重要病害及其它检测结果，本桥承载力降低，正常的使用功能受到影响，存在一定运营安全隐患．针对该桥在检测过程中发现的问题，建议主要采取以下措施:(1)拆除原桥面系，重新做桥面铺装，增设泄水管;(2)对裂缝进行压力灌浆，对主拱圈进行加固改造，增强整体性，提高承载力;(3)清理桥孔下溜滑土体，在桥台侧面设置护坡;(4)完善桥上安全设施，设置限载限速标志，在桥头两侧设置护柱;(5)加强观测拱圈裂缝的发展情况，以确保桥梁结构稳定和运营安全．［参考文献］［1］中华人民共和国交通运输部．JTG D60－2004，公路桥涵设计通用规范［S］．2004．［2］中华人民共和国交通运输部．JTG H11－2004，公路桥涵养护规范［S］．2004．［3］中华人民共和国交通运输部．JTG/T H21－2011，公路桥梁技术状况评定标准［S］．2011．［4］中华人民共和国交通运输部．JTG D61－2005，公路圬工桥涵设计规范［S］．2005．。

浅析石拱桥承载力评估方法及加固措施

浅析石拱桥承载力评估方法及加固措施摘要:本文结合石拱桥的相关概念和理论,详细阐述了石拱桥的承载能力评估和加固方法。

关键词:石拱桥承载力评估加固0前言随着我国城市化水平不断提高,城市的对外扩张和郊区城市化进程已成为必然趋势。

作为城市与区域城镇的联系枢纽——市政道路和桥梁必然加速建设和发展。

石拱桥作为中国传统桥型, 有着悠久的历史。

由于受地形条件、建筑材料、施工环境、结构理论与分析手段、施工与监控技术的限制, 其在现代桥梁结构中的应用与发展受到制约。

随着交通路网的改造和运输量的不断增长,加之桥梁的老化,这些旧石拱桥大多出现了承载能力不足及病害。

因此,对既有石拱桥进行评估了解其最大承载力, 并采取相应的维修和加固措施, 具有十分重要的现实意义。

1 石拱桥承载能力评估影响石拱桥的承载能力的因素是很多的, 主要有石桥原来的荷载设计等级、施工方法与质量以及桥梁结构完好状况与结构材料性能好坏等方面。

石拱桥原设计荷载及施工资料, 一般可通过查阅有关技术资料得到,若资料缺乏, 则难办到,而对于结构完好程度、材料老化程度和强度降低程度的评价, 则是一件较困难的工作。

对于石拱桥承载力的判定, 国内公路部门尚无统一的方法。

石拱桥承载力的评估通常采用分析计算法、实物调查比较法、荷载试验法等三种方法。

1.1 分析计算法首先对被检测的桥梁结构进行检查收集资料、现状检查、材质及地基的检验等,然后将检查所得的有关资料和检验测量结果, 运用桥梁结构计算理论及有关的经验系数进行分析计算, 从而评定出石拱桥的安全承载力。

这种从调查入手, 利用计算理论及经验系数, 分析计算出桥梁承载力的方法称为分析计算法。

分析计算法一般又分为经验系数折算和理论计算两种方法。

1.2 实物调查比较法实物调查比较法, 亦即由实际交通情况来检定桥梁承载力的动态求法。

具体做法:是对被检测的石拱桥进行相当长期的观测, 根据桥梁通过的车辆荷载, 并测定车辆通过时桥梁各主要部位的挠度跨中或产生最大挠度处应变、应力、裂缝开展情况等数据。

基于层次分析法的桥梁可靠度评估形式

法。一般使用加权算术平均计算，即为：
YC=WV+YV (6) 建立递阶层次结构的评估指标体系并确定各层次指标权重后，自
下而上逐层加权综合，便可由底层指标的状态得到顶层目标 — —桥梁
的可靠度状态。
要对各指标进行准确的直接打分，则要求参与评估的各位专家能
够根据评估标准各指标的状况做出精确判断。由于实际问题比较复杂，
YC=W*VYV
(10)
相对常权综合方法，变权综合模式更接近专家评估的思维方式模
式，尤其更能突出指标体系中个别指标的明显变化，当桥梁个别构件出
现严重缺陷时，在总体评价结果中能有效体现出来，从而引起桥梁管理
与决策部门的重视。
4、结语
本文阐述了层次分析法的分析原理，着重讨论了层次分析法在桥
梁可靠度评估中的各种应用模式。可以看出，上述各种应用模式层次清
和评估方法两个方面对桥梁评估计算方法进行阐述。
2、层次分析法判断矩阵的构造
构造判断矩阵的方法有确定型判断矩阵和不确定型判断矩阵。
2.1确定型判断矩阵
建立递阶层次结构以后，上下层指标之间的隶属关系就被确定了。
以图1中C—V层次为例，通过下一层次指标V1、V2、…、Vn对上层次指标
C的重要性的两两比较，构造判断矩阵，以获得下层指标的权重。
这样对准则C，n个被比较指标构成了一个两两比较判断矩阵A=(ɑij)nn。显然，判断矩阵V具有下述性质：
ɑij>0，ɑji=1/ɑij，ɑii=1。以“和法”计算权向量，就是用C—V判断矩阵中n个列向量的算术
平均值作为权重：
∑ ∑ Wi
=
1 n
n j =1
aij
n
akj

基于静载试验的既有石拱桥技术状态评定

为目前研究的热点用的两种方法。
年版《中华人民共和国公路工程设计准则》，设计活载
为汽一１Ｏ。桥梁经过数次大修，但维修资料缺失。截至２０１２年，桥梁已超过原设计寿命３年，通行荷载已超过最初设计，且呈现不断增大的趋势。因此，评定桥
石拱桥技术状态的评定方法。首先，调查桥梁设计、施
２外观调查
桥面系涉及栏杆、人行道、行车道、伸缩缝等部分，
典型病害为混凝土开裂、路缘石｝昆凝土缺失、铺装层凸凹不平、伸缩缝堵塞。拱上结构主要涉及立墙、腹拱等部分。除表面发生了一定风化外，立墙基本完好。腹拱表面严重风化，砂浆缺失，表面渗水并且出现白色结晶物。主拱圈基本完好，无明显竖向变形，未发现石块断裂、脱落等异常现象。拱圈部分灰缝松散脱落，存在大范围风化现象，多处明显渗水，并伴有晶体析出。中孔跨中截面下游侧靠近泄水孔处存在两条明显的纵向裂缝，一条裂缝宽０．３Ｆｉｌｍ、长３．０ｍ，另外一条裂缝宽０．５ｍｍ、长１２．０ｍ。拱脚完好，未发现明显位移。中孔跨中主拱圈存在的两条纵向裂缝属于主要构件上的较大缺损，对结构承载能力有着严重影响。因此，大桥总体技术状况等级评定为４类。